JPH04236611A - スプール式圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスプール式圧力制御弁に
関する。

【０００２】

【従来技術】スプール式圧力制御弁のー形式として、本
出願人の出願に係る特願平２−１８２９３２号出願明細
書および図面に示されているように、軸方向に延びる内
孔を有するとともに軸方向に所定間隔を保持して位置し
同内孔に連通する高圧ポート、低圧ポートおよび制御圧
ポートを有するハウジングと、同ハウジングの前記内孔
内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿され軸方向の摺
動により前記制御圧ポートを前記低圧ポートと高圧ポー
トとに選択的に連通させるスプールと、同スプールのー
端側に位置し前記制御圧ポートの液圧の作用により同ス
プールを前記制御圧ポートと前記高圧ポートとの連通を
遮断する方向へ押圧する押圧力発生手段と、前記スプー
ルの他端側に位置しソレノイドへの励磁電流に比例した
駆動力を発生させて同スプールに対して前記押圧力に対
抗する制御力を付与する制御力付与手段を備えてなるス
プール式圧力制御弁がある。

【０００３】かかる形式のスプール式圧力制御弁におい
ては、非作動時スプールが設定された復帰位置にあって
制御圧ポートと高圧ポートとの連通が遮断されていると
ともに、制御圧ポートと低圧ポートとは連通している。 かかる状態において制御力付与手段のソレノイドへ通電
されると、同制御力付与手段はソレノイドへの励磁電流
に比例した駆動力を発生してスプールに対して押圧力発
生手段からの押圧力に対抗する制御力を付与する。この
ため、スプールはソレノイドの励磁電流に比例した制御
力にて摺動し、制御圧ポートと低圧ポートとの連通を遮
断するとともに、制御圧ポートと高圧ポートとを連通す
る。

【０００４】この結果、制御圧ポートに対して高圧ポー
ト側から高液圧が付与されるとともに、同液圧は押圧力
発生手段に付与されて同液圧に比例した押圧力が発生す
る。同押圧力は上記制御力とは対抗する作用力としてス
プールに付与され、スプールはこれらの制御力と押圧力
とが釣り合った状態で停止して制御圧ポート側の液圧を
励磁電流に比例した所定の圧力に制御する。

【０００５】しかして、かかる形式のスプール式圧力制
御弁においてはー般に図４に示すように、スプール１は
軸方向にー対の大径部１ａ，１ｂとこれら両大径部１ａ
，１ｂ間に位置する小径部１ｃを備えていて、ハウジン
グ２の内孔２ａ内にてスプール１の小径部１ｃの外周に
軸方向に所定の長さの環状の連通路２ｂを形成している
。かかる連通路２ｂには制御圧ポート２ｃが常時連通し
ているとともに、制御弁の非作動時には低圧ポート２ｄ
が連通し、かつ制御弁の作動時にはスプール１が軸方向
へ摺動して低圧ポート２ｄに対する連通が遮断されると
ともに高圧ポート２ｅと連通する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該圧力制
御弁においてはスプール１の軸方向の摺動により連通路
２ｂが高圧ポート２ｅに連通すると、高圧ポート２ｅ側
の高圧流体が図４に示すように角度θにて連通路２ｂ内
に流入する。この結果、流入する高圧流体はスプール１
に対してＦ＝２Ｃｓｉｎθａ△Ｐなる流体力を付与する
ことになる。但し、ａは流入側開口面積、θは流体の流
入角度。かかる流体力Ｆのスプール１に対して制御力に
対抗する作用をして、当該圧力制御弁におけるスプール
１の振動を発生させる要因となるとともに、同要因およ
び他の要因とにより圧力制御弁の特性が不安定となるお
それがある。従って、本発明の目的は、かかる形式のス
プール式圧力制御弁において、上記した高圧流体の流体
力Ｆをゼロまたは可及的にゼロに近づけて上記した振動
および特性の不安定性を防止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸方向に延び
る内孔を有するとともに軸方向に所定間隔を保持して位
置し同内孔に連通する高圧ポート、低圧ポートおよび制
御圧ポートを有するハウジングと、同ハウジングの前記
内孔内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿され軸方向
の摺動により前記制御圧ポートを前記低圧ポートと高圧
ポートとに選択的に連通させるスプールと、同スプール
のー端側に位置し前記制御圧ポートの液圧の作用により
同スプールを前記制御圧ポートと前記高圧ポートとの連
通を遮断する方向へ押圧する押圧力発生手段と、前記ス
プールの他端側に位置しソレノイドへの励磁電流に比例
した駆動力を発生させて同スプールに対して前記押圧力
に対抗する制御力を付与する制御力付与手段を備えてな
るスプール式圧力制御弁であり、前記スプールの外周に
前記制御圧ポートと常時連通する第１の環状溝、前記高
圧ポートと選択的に連通する第２の環状溝および前記低
圧ポートと選択的に連通する第３の環状溝を設けるとと
もに、同スプールの軸方向にこれら各環状溝を互いに連
通させる連通孔を設けたことを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の作用】かかる構成のスプール式圧力制御弁にお
いては、制御圧ポートと低圧ポートとの連通は第１の環
状溝、第３の環状溝および連通孔によりなされ、かつ制
御圧ポートと高圧ポートとの連通は第１の環状溝、第２
の環状溝および連通孔によりなされる。このため、スプ
ールには制御圧ポートに常時連通するとともに低圧ポー
トまたは高圧ポートのいずれかに連通または同ポートに
近接して位置する軸方向に所定長さを有する環状の連通
路が不要になる。

【０００９】

【発明の効果】従って、各環状溝を軸方向の長さの極め
て短い（すなわち極めて小幅）ものとすることができ、
これにより圧力流体の環状溝に対する流入角度θをゼロ
またはゼロに近づけることができ、スプールの軸方向に
作用する流体力をゼロまたはこれに近づけることができ
て、スプールの振動の発生を防止し得るとともに、圧力
制御弁の特性の安定性を向上させることができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明のー実施例を図面に基づいて説明
するに、図１には本発明に係るスプール式圧力制御弁１
０が示されている。当該圧力制御弁１０は自動車用液圧
ブレーキシステムに使用されるものであり、図３に示す
ようにブレーキシステムに組込まれる。当該ブレーキシ
ステムはマスタシリンダ２１およびチェンジバルブ２２
を経て各車輪のホイールシリンダ２３に至る液圧系統と
、アキュムレータ２４、本実施例に係る圧力制御弁１０
およびチェンジバルブ２２を経て各車輪のホルシリンダ
２３に至る液圧経路の２系統がある。なお、チェンジバ
ルブ２２および圧力制御弁１０は各ホイールシリンダに
対してそれぞれ配設されているが各１個のみ図示する。 アキュムレータ２４には液圧ポンプ２５にてリザーバ２
６のブレーキ液が常にー定液圧範囲に貯溜されていて、
同ブレーキ液は後述する圧力制御弁１０の高圧ポート側
に付与される。

【００１１】当該ブレーキシステムにおいてはブレーキ
ペダル２７の踏力が踏力センサ３１により検出されて、
検出信号がコントローラ３２に入力される。同コントロ
ーラ３２は踏力検出信号と加速度センサ３３から入力さ
れる加速度検出信号に基づき圧力制御弁１０に対する励
磁電流を算出し、同励磁電流の指令信号を駆動回路３４
に出力して圧力制御弁１０のソレノイドを励磁する。こ
れにより、ホイールシリンダ２３に対してはブレーキペ
ダル２７の踏力に応じたブレーキ液圧が付与され、各車
輪は的確に制動される。

【００１２】また、圧力制御弁１０等の液圧系統に異常
が発生した場合にはチェンジバルブ２２の切替作用によ
りマスタシリンダ２１からブレーキペダル２７の踏力に
応じたブレーキ液圧がホイールシリンダ２３に付与され
、上記液圧系統の異常を補償する。

【００１３】しかして、圧力制御弁１０は図１に示すよ
うにハウジング１１、スプール１２、押圧力発生手段１
０ａおよび制御力付与手段１０ｂにて構成されている。 押圧力発生手段１０ａは反力ピストン１３および圧縮ス
プリング１４にて構成されており、また制御力付与手段
１０ｂは作動ピストン１５、ソレノイド１６、ヨーク１
７および磁石１８にて構成されている。

【００１４】ハウジング１１は軸方向に延びる内孔１１
ａ、同内孔１１ａのー端にて同軸的に位置する押圧力発
生手段１０ａの収容孔１１ｂおよび同内孔１１ａの他端
側にて同軸的に位置する制御力付与手段１０ｂの収容室
１１ｃを有するとともに、制御圧ポート１１ｄ、高圧ポ
ート１１ｅおよびー対の低圧ポート１１ｆ，１１ｇを有
している。これら各ポート１１ｄ〜１１ｇは内孔１１ａ
に沿って軸方向に所定の間隔を保持して位置し、内孔１
１ａにそれぞれ開口している。また、収容孔１１ｂには
分枝ポート１１ｈが開口し、かつ収容室１１ｃにはドレ
ンポート１１ｉが開口している。

【００１５】かかるハウジング１１においては、制御圧
ポート１１ｄがホイールシリンダ２３に接続され、高圧
ポート１１ｅがアキュムレータ２４に接続され、各低圧
ポート１１ｆ，１１ｇがリザーバ２６に接続されている
。また、分枝ポート１１ｈは制御圧ポート１１ｄに接続
され、かつドレンポート１１ｉはリザーバ２６に接続さ
れている。

【００１６】スプール１２は図１および図２に示すよう
に円柱状を呈し、その外周には第１，第２，第３環状溝
１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。各環状溝１
２ａ〜１２ｃは内孔１１ａに沿って軸方向に所定間隔を
保持して位置している。また、スプール１２にはその軸
方向に各環状溝１２ａ〜１２ｃを連通する複数の連通孔
１２ｄが形成されており、そのー端には各連通孔１２ｄ
を閉鎖するプラグ１２ｅが嵌着されている。かかるスプ
ール１２はハウジング１１の内孔１１ａ内に液密的に嵌
挿されていて、軸方向へ摺動可能になっている。第１環
状溝１２ａ、第２環状溝１２ｂおよび第３環状溝１２ｃ
は本発明の第１，第２，第３の環状溝にそれぞれ該当す
る。

【００１７】押圧力発生手段１０ａを構成する反力ピス
トン１３は収容孔１１ｂ内に摺動可能に嵌挿されていて
、圧縮スプリング１４によりスプール１２側へ付勢され
ている。収容孔１１ｂ内の反力ピストン１３のー端側に
は分枝ポート１１ｈが開口している。これにより、反力
ピストン１３は圧縮スプリング１４と分枝ポート１１ｈ
から付与される制御液圧とにより付勢されてスプール１
２のー端に弾撥的に当接する。

【００１８】制御力付与手段１０ｂを構成するヨーク１
７は収容室１１ｃ内に嵌着されていて、軸方向の中間部
外周に環状の磁石１８が固着されている。作動ピストン
１５はかかるヨーク１７に同軸的に嵌挿されて軸方向へ
摺動可能になっており、そのー端がスプール１２の他端
に当接して同スプール１２を受承している。かかる作動
ピストン１５においては他端側筒部に環状のソレノイド
１６を備えていて、ソレノイド１６に対する非通電時に
は図１に示す後退端に位置している。

【００１９】かかる構成の圧力制御弁１０を備えたブレ
ーキシステムにおいては、ブレーキペダル２７が踏込み
操作されていない場合圧力制御弁１０は図１に示す状態
にある。すなわち、制御力付与手段１０ｂを構成するソ
レノイド１６は非通電状態にあって、作動ピストン１５
は後退端に位置している。この状態においては、スプー
ル１２の第１環状溝１２ａが制御圧ポート１１ｄに連通
しているとともに、第３環状溝１２ｃが低圧ポート１１
ｆに連通し、かつ第２環状溝１２ｂと高圧ポート１１ｅ
との連通は遮断されている。このため、制御圧ポート１
１ｄはリザーバ２６と連通していて、ホイールシリンダ
２３はリザーバ２６のブレーキ液圧と同じ大気圧になつ
ている。

【００２０】しかして、ブレーキペダル２７の踏込み操
作が開始されるとブレーキペダル２７に対する踏力に応
じた励磁電流がソレノイド１６に付与され、作動ピスト
ン１５が励磁電流に応じてー端側へ摺動する。これによ
り、スプール１２が圧縮スプリング１４に抗して摺動し
て第３環状溝１２ｃの低圧ポート１１ｆに対する連通を
遮断し、さらに摺動すると第２環状溝１２ｂを高圧ポー
ト１１ｅに連通するに至る。この間、第１環状溝１２ａ
は常に制御圧ポート１１ｄとの連通状態を保持している
。これにより、制御圧ポート１１ｄが高圧ポート１１ｅ
に連通して高い制御液圧がホイールシリンダ２３に付与
される。

【００２１】制御圧ポート１１ｄと高圧ポート１１ｅと
の連通により収容孔１１ｂの内圧も上昇して、反力ピス
トン１３を圧縮スプリング１４とともに付勢してスプー
ル１２を作動ピストン１５側へ押圧する。このため、ス
プール１２は作動ピストン１５の押圧力が反力ピストン
１３の押圧力に比較して大きい場合にはー端側へ摺動す
るが、小さい場合には他端側へ摺動して制御圧ポート１
１ｄの高圧ポート１１ｅに対する連通を遮断するととも
に、さらに同方向へ摺動すると制御圧ポート１１ｄを低
圧ポート１１ｆと連通させる。従って、スプール１２は
最終的には作動ピストン１５と反力ピストン１３との押
圧力とがバランスした時点で停止し、制御圧ポート１１
ｄの液圧を励磁電流に応じて制御し、同制御液圧をホイ
ールシリンダ２３へ付与する。

【００２２】ところで、当該圧力制御弁１０においては
図２に拡大して示したように、ハウジング１１の制御圧
ポート１１ｄと低圧ポート１１ｆとの連通はスプール１
２の第１環状溝１２ａ、第３環状溝１２ｃおよび連通孔
１２ｄによりなされ、かつ制御圧ポート１１ｄと高圧ポ
ート１１ｅとの連通は第１環状溝１２ａ、第２環状溝１
２ｂおよび連通孔１２ｄによりなされる。このため、ス
プール１２には制御圧ポート１１ｄに常時連通するとと
もに低圧ポート１１ｆまたは高圧ポート１１ｅのいずれ
かに連通または同ポートに近接する軸方向に所定の長さ
を有する、従来必須不可欠であった環状の連通路が不要
になる。

【００２３】従って、各環状溝１２ａ〜１２ｃを軸方向
の長さの極めて短いもの、すなわち極めて小幅のものと
することができ、これにより圧力流体の環状溝に対する
流入角度θを図２の矢印で示すようにゼロまたはゼロに
近づけることができ、スプール１２の軸方向に作用する
流体力をゼロまたはこれに近づけることができて、スプ
ール１２の振動の発生を防止し得るとともに、圧力制御
弁１０の特性の安定性に影響する要因を解消することが
できて安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例に係る圧力制御弁の断面図で
ある。

【図２】同圧力制御弁の要部を示す部分拡大断面図であ
る。

【図３】同圧力制御弁を使用したブレーキシステムの系
統図である。

【図４】従来の圧力制御弁における図２に対応する部分
拡大断面図である。

【符号の説明】

１０…圧力制御弁、１０ａ…押圧力発生手段、１０ｂ…
制御力付与手段、１１…ハウジング、１１ａ…内孔、１
１ｄ…制御圧ポート、１１ｅ…高圧ポート、１１ｆ…低
圧ポート、１２…スプール、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…
環状溝、１３…反力ピストン、１４…圧縮スプリング、
１５…作動ピストン、１６…ソレノイド、２１…マスタ
シリンダ、２２…チェンジバルブ、２３…ホイールシリ
ンダ、２４…アキュムレータ、２７…ブレーキペダル、
３２…コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に延びる内孔を有するとともに軸方
   向に所定間隔を保持して位置し同内孔に連通する高圧ポ
   ート、低圧ポートおよび制御圧ポートを有するハウジン
   グと、同ハウジングの前記内孔内に液密的かつ軸方向へ
   摺動可能に嵌挿され軸方向の摺動により前記制御圧ポー
   トを前記低圧ポートと高圧ポートとに選択的に連通させ
   るスプールと、同スプールのー端側に位置し前記制御圧
   ポートの液圧の作用により同スプールを前記制御圧ポー
   トと前記高圧ポートとの連通を遮断する方向へ押圧する
   押圧力発生手段と、前記スプールの他端側に位置しソレ
   ノイドへの励磁電流に比例した駆動力を発生させて同ス
   プールに対して前記押圧力に対抗する制御力を付与する
   制御力付与手段を備えてなるスプール式圧力制御弁であ
   り、前記スプールの外周に前記制御圧ポートと常時連通
   する第１の環状溝、前記高圧ポートと選択的に連通する
   第２の環状溝および前記低圧ポートと選択的に連通する
   第３の環状溝を設けるとともに、同スプールの軸方向に
   これら各環状溝を互いに連通させる連通孔を設けたこと
   を特徴とするスプール式圧力制御弁。